摘要：詳細論述了防排煙工程的系統(tǒng)安全性校核試驗，包括試驗機理、開門層數(shù)及最不利開門工況的確定，以及試驗儀器、試驗方法、注意事項。
關鍵詞：正壓送風；防排煙；安全性校核
建筑物竣工后，防排煙工程設施是否達到設計的性能要求，是關系到建筑物投入正常使用后發(fā)生火災時的安全性問題。為此，必須進行一系列試驗，以評價防排煙工程的設計、施工質(zhì)量。
根據(jù)正壓送風防煙系統(tǒng)的工作安全性指標，正壓送風防煙系統(tǒng)的性能試驗可分為三種類型：設計工況驗證試驗、系統(tǒng)安全性校核試驗及系統(tǒng)適應性判定試驗。其中第二類型試驗不但簡單易行，而且具有實用價值，適用于一般正壓系統(tǒng)的工程驗收試驗。
系統(tǒng)安全性校核試驗即在系統(tǒng)滿負荷運行下，校核系統(tǒng)在各種開門工況下，包括最不利開門工況下能否保證工作安全性指標。試驗時只要求系統(tǒng)處在送風量的情況下運行，然后，在各種開門工況下分別測定關門正壓間內(nèi)的壓力和開門門洞處的風速值，與系統(tǒng)選定的工作安全性指標對照，從而確定系統(tǒng)的工作安全性。顯然，這類試驗最簡單，也最有實用意義。
根據(jù)正壓送風防煙的工作機理，正壓系統(tǒng)的送風量應能滿足如下兩個要求：第一，非加壓的著火區(qū)或有煙區(qū)與加壓的非著火區(qū)之間的門關閉時，系統(tǒng)的送風量應能保證加壓區(qū)間達到所要求的正壓水平，以阻止火災煙氣在熱壓、風壓、浮壓等力量聯(lián)合作用下，從非加壓的著火區(qū)或有煙區(qū)通過門縫漏到加壓的非著火區(qū)或無煙區(qū)；第二，非加壓的著火區(qū)或有煙區(qū)與加壓的非著火區(qū)之間的門敞開時，系統(tǒng)的送風量應能保證在門洞處維持一定流速的空氣流，以阻擋火災煙氣從非加壓的著火區(qū)或有煙區(qū)通過敞開的門洞流向加壓的非著火區(qū)或無煙區(qū)。為保證正壓送風防煙方式的行之有效，發(fā)揮對煙氣的排斥作用，無論是關門還是開門，都應具有良好的防煙性能。
在高層建筑中，通常是對封閉避難層(間)和作為主要疏散通路或救援通路的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室或合用前室采用正壓送風防煙。在送風風壓的作用下，上述正壓區(qū)中的空氣通過與非正壓區(qū)之間的關閉門的縫隙、圍護結構縫隙或開啟的門窗向非正壓區(qū)滲漏或排泄。正常情況下，由于采用閉門器等自動閉門設施，某瞬間對應的門處于同時開啟的樓層數(shù)是較少的，但在發(fā)生火災時，由于大量人員要在短時間內(nèi)疏散，門開啟頻繁而且延續(xù)時間較長，導致門同時處于開啟的樓層數(shù)增大。開門概率的樓層是著火層，其次是著火層的上一層和下一層。據(jù)此國內(nèi)外有些學者建議：應根據(jù)高層建筑的樓層數(shù)N來選定同時開門的樓層數(shù)M值：
N＝1～15 取M＝1
N＝16～30 取M＝2
N＝31～50 取M＝3
至于電梯間前室通向服務間的門，M值可按上述推薦取值，而前室通向電梯井的門，根據(jù)電梯的工作特點，M只能取〔1〕。
事實上，僅僅確定同時開門的樓層數(shù)是不夠的，其所涉及到的僅為送風量多少的問題。而開門工況不僅涉及到送風量的多少，還關系到整個加壓系統(tǒng)的工作安全性問題。所謂開門工況是指防煙樓梯間某些樓層的直接通向或間接通向服務間的門(簡稱二道門或一道門)以及樓梯間底層或頂層直接通向室外的外門的開閉狀況。安全開門工況是指既滿足防煙性能要求又對于防煙樓梯間與前室，其最不利開門工況是不同的。當樓梯間無外門時(如有外門是在外門敞開時)，前室的最不利開門工況是M層同時處于一道門關、二道門開的狀況，而樓梯間的最不利開門工況是M層一、二道門同時開啟的狀況。正壓送風系統(tǒng)安全性校核試驗即在系統(tǒng)送風量的情況下，試驗系統(tǒng)是否達到各種最不利開門工況的安全性能要求。
在正壓送風防煙系統(tǒng)性能試驗中，關鍵是關門正壓間內(nèi)微正壓和開門門洞處微小氣流速度的測量?！陡邔用裼媒ㄖO計防火規(guī)范》(GB50045-95)第8.3.7條規(guī)定：防煙樓梯間的余壓為40Pa至50pa〔2〕。而對開啟門洞處的最低風速取值，第8.3.2條規(guī)定為0.70m／s。
在進行安全性校核試驗前，應首先對風機、排煙口、防火閥、火災探測器等所有有關的設備及其附件進行全面的檢查和必要的單機試驗，在確認設備及附件全部正常后，再進行系統(tǒng)整機的程序控制試驗，這樣可避免單機或系統(tǒng)的缺陷影。向安全性校核試驗。
關門正壓間內(nèi)正壓力可采用補償式微壓計或微壓傳感器來測量。補償式微壓計是根據(jù)U形管、連通器的原理，借助光學儀器作指示，用補償?shù)姆椒y量空氣壓力。該儀器讀數(shù)精確，測量范圍為0～150mmHg，最小讀數(shù)為0.01mmHg，誤差為0.02mmHg。測量時應與畢托管配合使用，將畢托管與微壓計的正壓頭相連。由于該儀器采用手動補償?shù)姆椒?，對較大的壓力波動難以跟蹤，加之儀器本身惰性較大，對壓力變化反應較慢，所以難以在短時間內(nèi)使反射鏡中的圖象補償?shù)揭?guī)定的要求，因此要求測試人員沉著冷靜，熟練正確地操作。壓力傳感器種類很多，目前國內(nèi)采用的有固體應變式、電感式、電阻式等幾種，壓力傳感器克服了其它測壓儀表由于必須采用壓力訊號傳輸管路，使用不便而且產(chǎn)生壓力滯后的問題，使壓力訊號能簡單方便而又安全可靠地遠距離傳輸。對樓層數(shù)和測點數(shù)較多的建筑，為實現(xiàn)同步快速測量，可采取微壓傳感器和巡回檢測裝置配套使用，實現(xiàn)自動巡回測量和打印記錄。為了保證測量精度，還必須注意測點的選擇，對前室及其它高度不高的房間，可認為整個房間內(nèi)壓力分布均勻，所以只布置一個壓力測點。對于樓梯間或電梯間等豎井或正壓間，由于沿高度方向上壓力分布不均，必須沿高度方向布置多個壓力測點。對單點送風系統(tǒng)，可每隔2～5層布置一個測點，多點送風系統(tǒng)可在每兩個相鄰送風口中間布置一個測點。
開門門洞處的風速測量包括門洞平均風速測量和門洞平面最低風速測量。前者可采用等小矩形法，即在門洞平面用細尼龍繩拉成矩形網(wǎng)格，每個小矩形網(wǎng)格的對角線交點即測點，小截面盡可能接近正方形，其面積不得大于0.05 m2(每個小截面的邊長為200～250mm，小于220mm)。根據(jù)黏性流體的邊界理論，由于門洞平面四周的速度要比中間部分的低，因此可沿門框內(nèi)離邊緣5～10 mm處每隔200～30.0 mm逐點測定空氣流速，從而確定最低流速的部位。測量儀器可采用熱球風速儀或熱線風速儀。熱球式風速儀是利用氣流不同流速對玻璃球測頭中加熱的熱電偶的散熱速率不同，導致溫度不同而產(chǎn)生不同的熱電勢，將電勢信號轉(zhuǎn)換為空氣流速數(shù)據(jù)。熱線式風速儀的原理與熱球式風速儀相似，所不同的是以直徑很細小的鉑絲或鎢絲(熱線)作敏感元件。使用上述儀器時，應注意儀器測頭易損壞，一旦損壞在現(xiàn)場不易修復，因此應注意保護測頭，禁止用手觸摸，防止碰撞和劇烈震動，另外平時不用時應良好保管。整個測量過程中還應注意以下事項：
(1)測量儀表必須事先精確校驗；
(2)每個測點測量時間不能少于30s；
(3)各種開門工況下的測量應在牙門一段時間后，門洞空氣流下游的背壓達到穩(wěn)定后再進行；
(4)正壓測量應選在氣流比較均勻穩(wěn)定的地方，以避免渦流等的干擾。能保證便利疏散的開門工況。對不安全的開門工況，應采取必要的技術措施予以消除，鑒于安全開門工況的前提要求，正壓防煙樓梯間不宜采用只對樓梯間單獨加壓送風或前室單獨加壓送風的方式，而應采用對樓梯間和前室同時加壓送風的方式。在各種安全工況下，系統(tǒng)所需的送風量是不同的，顯然，按最不利的開門工況(我們稱系統(tǒng)所需加壓送風量的那種安全開門工況為最不利開門工況)設計的加壓通風系統(tǒng)可以滿足其它任何開門工況下對風機、風道技術性能的要求。
關鍵詞：正壓送風；防排煙；安全性校核
建筑物竣工后，防排煙工程設施是否達到設計的性能要求，是關系到建筑物投入正常使用后發(fā)生火災時的安全性問題。為此，必須進行一系列試驗，以評價防排煙工程的設計、施工質(zhì)量。
根據(jù)正壓送風防煙系統(tǒng)的工作安全性指標，正壓送風防煙系統(tǒng)的性能試驗可分為三種類型：設計工況驗證試驗、系統(tǒng)安全性校核試驗及系統(tǒng)適應性判定試驗。其中第二類型試驗不但簡單易行，而且具有實用價值，適用于一般正壓系統(tǒng)的工程驗收試驗。
系統(tǒng)安全性校核試驗即在系統(tǒng)滿負荷運行下，校核系統(tǒng)在各種開門工況下，包括最不利開門工況下能否保證工作安全性指標。試驗時只要求系統(tǒng)處在送風量的情況下運行，然后，在各種開門工況下分別測定關門正壓間內(nèi)的壓力和開門門洞處的風速值，與系統(tǒng)選定的工作安全性指標對照，從而確定系統(tǒng)的工作安全性。顯然，這類試驗最簡單，也最有實用意義。
根據(jù)正壓送風防煙的工作機理，正壓系統(tǒng)的送風量應能滿足如下兩個要求：第一，非加壓的著火區(qū)或有煙區(qū)與加壓的非著火區(qū)之間的門關閉時，系統(tǒng)的送風量應能保證加壓區(qū)間達到所要求的正壓水平，以阻止火災煙氣在熱壓、風壓、浮壓等力量聯(lián)合作用下，從非加壓的著火區(qū)或有煙區(qū)通過門縫漏到加壓的非著火區(qū)或無煙區(qū)；第二，非加壓的著火區(qū)或有煙區(qū)與加壓的非著火區(qū)之間的門敞開時，系統(tǒng)的送風量應能保證在門洞處維持一定流速的空氣流，以阻擋火災煙氣從非加壓的著火區(qū)或有煙區(qū)通過敞開的門洞流向加壓的非著火區(qū)或無煙區(qū)。為保證正壓送風防煙方式的行之有效，發(fā)揮對煙氣的排斥作用，無論是關門還是開門，都應具有良好的防煙性能。
在高層建筑中，通常是對封閉避難層(間)和作為主要疏散通路或救援通路的防煙樓梯間及其前室、消防電梯間前室或合用前室采用正壓送風防煙。在送風風壓的作用下，上述正壓區(qū)中的空氣通過與非正壓區(qū)之間的關閉門的縫隙、圍護結構縫隙或開啟的門窗向非正壓區(qū)滲漏或排泄。正常情況下，由于采用閉門器等自動閉門設施，某瞬間對應的門處于同時開啟的樓層數(shù)是較少的，但在發(fā)生火災時，由于大量人員要在短時間內(nèi)疏散，門開啟頻繁而且延續(xù)時間較長，導致門同時處于開啟的樓層數(shù)增大。開門概率的樓層是著火層，其次是著火層的上一層和下一層。據(jù)此國內(nèi)外有些學者建議：應根據(jù)高層建筑的樓層數(shù)N來選定同時開門的樓層數(shù)M值：
N＝1～15 取M＝1
N＝16～30 取M＝2
N＝31～50 取M＝3
至于電梯間前室通向服務間的門，M值可按上述推薦取值，而前室通向電梯井的門，根據(jù)電梯的工作特點，M只能取〔1〕。
事實上，僅僅確定同時開門的樓層數(shù)是不夠的，其所涉及到的僅為送風量多少的問題。而開門工況不僅涉及到送風量的多少，還關系到整個加壓系統(tǒng)的工作安全性問題。所謂開門工況是指防煙樓梯間某些樓層的直接通向或間接通向服務間的門(簡稱二道門或一道門)以及樓梯間底層或頂層直接通向室外的外門的開閉狀況。安全開門工況是指既滿足防煙性能要求又對于防煙樓梯間與前室，其最不利開門工況是不同的。當樓梯間無外門時(如有外門是在外門敞開時)，前室的最不利開門工況是M層同時處于一道門關、二道門開的狀況，而樓梯間的最不利開門工況是M層一、二道門同時開啟的狀況。正壓送風系統(tǒng)安全性校核試驗即在系統(tǒng)送風量的情況下，試驗系統(tǒng)是否達到各種最不利開門工況的安全性能要求。
在正壓送風防煙系統(tǒng)性能試驗中，關鍵是關門正壓間內(nèi)微正壓和開門門洞處微小氣流速度的測量?！陡邔用裼媒ㄖO計防火規(guī)范》(GB50045-95)第8.3.7條規(guī)定：防煙樓梯間的余壓為40Pa至50pa〔2〕。而對開啟門洞處的最低風速取值，第8.3.2條規(guī)定為0.70m／s。
在進行安全性校核試驗前，應首先對風機、排煙口、防火閥、火災探測器等所有有關的設備及其附件進行全面的檢查和必要的單機試驗，在確認設備及附件全部正常后，再進行系統(tǒng)整機的程序控制試驗，這樣可避免單機或系統(tǒng)的缺陷影。向安全性校核試驗。
關門正壓間內(nèi)正壓力可采用補償式微壓計或微壓傳感器來測量。補償式微壓計是根據(jù)U形管、連通器的原理，借助光學儀器作指示，用補償?shù)姆椒y量空氣壓力。該儀器讀數(shù)精確，測量范圍為0～150mmHg，最小讀數(shù)為0.01mmHg，誤差為0.02mmHg。測量時應與畢托管配合使用，將畢托管與微壓計的正壓頭相連。由于該儀器采用手動補償?shù)姆椒?，對較大的壓力波動難以跟蹤，加之儀器本身惰性較大，對壓力變化反應較慢，所以難以在短時間內(nèi)使反射鏡中的圖象補償?shù)揭?guī)定的要求，因此要求測試人員沉著冷靜，熟練正確地操作。壓力傳感器種類很多，目前國內(nèi)采用的有固體應變式、電感式、電阻式等幾種，壓力傳感器克服了其它測壓儀表由于必須采用壓力訊號傳輸管路，使用不便而且產(chǎn)生壓力滯后的問題，使壓力訊號能簡單方便而又安全可靠地遠距離傳輸。對樓層數(shù)和測點數(shù)較多的建筑，為實現(xiàn)同步快速測量，可采取微壓傳感器和巡回檢測裝置配套使用，實現(xiàn)自動巡回測量和打印記錄。為了保證測量精度，還必須注意測點的選擇，對前室及其它高度不高的房間，可認為整個房間內(nèi)壓力分布均勻，所以只布置一個壓力測點。對于樓梯間或電梯間等豎井或正壓間，由于沿高度方向上壓力分布不均，必須沿高度方向布置多個壓力測點。對單點送風系統(tǒng)，可每隔2～5層布置一個測點，多點送風系統(tǒng)可在每兩個相鄰送風口中間布置一個測點。
開門門洞處的風速測量包括門洞平均風速測量和門洞平面最低風速測量。前者可采用等小矩形法，即在門洞平面用細尼龍繩拉成矩形網(wǎng)格，每個小矩形網(wǎng)格的對角線交點即測點，小截面盡可能接近正方形，其面積不得大于0.05 m2(每個小截面的邊長為200～250mm，小于220mm)。根據(jù)黏性流體的邊界理論，由于門洞平面四周的速度要比中間部分的低，因此可沿門框內(nèi)離邊緣5～10 mm處每隔200～30.0 mm逐點測定空氣流速，從而確定最低流速的部位。測量儀器可采用熱球風速儀或熱線風速儀。熱球式風速儀是利用氣流不同流速對玻璃球測頭中加熱的熱電偶的散熱速率不同，導致溫度不同而產(chǎn)生不同的熱電勢，將電勢信號轉(zhuǎn)換為空氣流速數(shù)據(jù)。熱線式風速儀的原理與熱球式風速儀相似，所不同的是以直徑很細小的鉑絲或鎢絲(熱線)作敏感元件。使用上述儀器時，應注意儀器測頭易損壞，一旦損壞在現(xiàn)場不易修復，因此應注意保護測頭，禁止用手觸摸，防止碰撞和劇烈震動，另外平時不用時應良好保管。整個測量過程中還應注意以下事項：
(1)測量儀表必須事先精確校驗；
(2)每個測點測量時間不能少于30s；
(3)各種開門工況下的測量應在牙門一段時間后，門洞空氣流下游的背壓達到穩(wěn)定后再進行；
(4)正壓測量應選在氣流比較均勻穩(wěn)定的地方，以避免渦流等的干擾。能保證便利疏散的開門工況。對不安全的開門工況，應采取必要的技術措施予以消除，鑒于安全開門工況的前提要求，正壓防煙樓梯間不宜采用只對樓梯間單獨加壓送風或前室單獨加壓送風的方式，而應采用對樓梯間和前室同時加壓送風的方式。在各種安全工況下，系統(tǒng)所需的送風量是不同的，顯然，按最不利的開門工況(我們稱系統(tǒng)所需加壓送風量的那種安全開門工況為最不利開門工況)設計的加壓通風系統(tǒng)可以滿足其它任何開門工況下對風機、風道技術性能的要求。